I fastener giocano un ruolo di primo piano nello sviluppo di nuove tecnologie e sono spesso impiegati in contesti che richiedono l’esposizione a temperature elevate, come l’industria automobilistica e quella dell’energia. Lo sviluppo di soluzioni di fissaggio in grado di resistere al calore estremo è molto complesso e necessita di test e ricerche per individuare il materiale migliore.
Fastener e temperature elevate: i rischi maggiori
Per prima cosa, occorre essere consapevoli delle diverse problematiche a cui il fissaggio ad alte temperature può andare incontro. I meno esperti potrebbero pensare che la fusione sia il problema principale per i fastener in metallo, ma questa si verifica solo a temperature superiori a 1.000 Fahrenheit (538° C). Nel caso dei metalli, uno degli effetti più frequenti è invece l’ossidazione, ovvero la reazione chimica che accelera la corrosione e la formazione di ruggine causate dal calore estremo.
Altri rischi piuttosto comuni sono:
- Corrosione. Ne esistono diverse tipologie; in genere si verifica a causa dell’attacco chimico da parte di gas, metalli fusi o sali.
- Indebolimento della resistenza del materiale. Il metallo si indebolisce e diventa più duttile alle alte temperature; al contrario, temperature estremamente basse ne aumentano la fragilità. In altre parole, il calore rende il materiale più suscettibile alla rottura sotto sforzo in caso di uso prolungato.
- Espansione e contrazione. Le temperature elevate possono causare l’espansione dei fastener in metallo, aumentando la pressione sui fori in cui sono installati. Quando il metallo si raffredda, il fastener si contrae e subisce un allentamento. Questo può essere un problema molto serio quando i fastener sono usati all’interno di macchinari che sviluppano temperature elevate ma che si raffreddano quando non sono in uso. Per questi macchinari, i produttori devono disporre di sistemi di fissaggio in grado di resistere al calore estremo e al raffreddamento senza subire danni.
Una volta consapevoli dei rischi connessi alle alte temperature, bisogna valutare attentamente l’ambiente in cui ci troviamo a operare. Dobbiamo farci una serie di domande:
- A che temperature saranno esposti i fastener?
- Per quanto tempo dovranno resistere a tali temperature?
- È un’applicazione soggetta a vibrazioni o altro tipo di sollecitazioni che provocano l’allentamento?
- È un ambiente ad alto rischio di corrosione?
I materiali migliori per il fissaggio ad alte temperature
Il secondo passo è concentrarsi sulla scelta del materiale. Focalizzandoci sulle leghe metalliche, vediamo quali sono i materiali più adatti a realizzare fastener capaci di resistere a temperature elevate:
- Leghe di nichel. Questo tipo di leghe tende a mostrare una maggiore resistenza all’ossidazione rispetto ad altri materiali. Il range di temperature ideale per questo tipo di fastener va dai 1.300 ai 1.800 gradi Fahrenheit (704° – 982° C).
- Acciaio inossidabile 309 e 310, che contengono più cromo e nichel rispetto ad altre tipologie. In particolare, l’acciaio inox 310 garantisce un’eccezionale resistenza alla corrosione, utile in ambienti salini.
- Acciaio inossidabile 630. Questa lega caratterizzata da estrema durezza, forza e duttilità è ideale per il fissaggio a temperature elevate.
Le soluzioni Specialinsert® per temperature elevate
Tra i sistemi di fissaggio progettati da Specialinsert®, uno dei più innovativi è FILTEC®, un filetto riportato destinato a produrre o rigenerare sedi filettate sottoposte a elevati carichi dinamici, vibrazioni e urti, anche ad alte temperature. Questa soluzione è adatta per avvitamenti frequenti e ambienti a rischio di corrosione.
La resistenza al calore con punte fino a 750°C rende FILTEC® una scelta ideale per il settore aeronautico, spaziale, motoristico e dell’energia. Il prodotto è disponibile in materiale Inconel® X750 o in materiale Nimonic® 90 per temperature superiori.
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